G05 eladás Heribert Schmidt Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, Heidenhofstr. 2, D-79110 Freiburg Tel: +49-(0)761-4588-5226, Fax: +49-(0)761-4588-9217, E-mail: heribert.schmidt@ise.fraunhofer.de, Internet: www.ise.fraunhofer.de 1 Bevezetés A használt technológiától függen egyetlen napelem 0,5 és 2V közötti feszültséget szolgáltat a maximális teljesítmény munkapontban (MPP). Azonban az villamos berendezések nagyon ritkán mködtethetk közvetlenül ilyen alacsony feszültségen, kivéve néhány kis berendezést és játékot. Általában nagyobb feszültségre van szükség. Ez a nagyobb feszültség több napelem sorba kapcsolásával érhet el, az akkumulátorokhoz és elemekhez hasonlóan. Például 36 kristályos szilícium napelem van sorba kapcsolva a szabvány modulokban, amelyek körülbelül 18V MPP feszültséget szolgáltatnak, és ez éppen megfelel a 12V-os savas ólomakkumulátorok töltéséhez. Ugyanakkor vannak 72 (vagy még több) napelembl álló szabvány modulok, st speciális modulokban néhány száz napelem soros kapcsolását tartalmazzák. Ráadásul ezek a modulok sorba kapcsolhatók ( füzér -string), s így néhány száz Volt feszültséget elállító PV generátorok hozhatók létre. Hogy biztosítsuk a kívánt kimen teljesítményt, a modulok illetve füzérek párhuzamosan kapcsolhatók az áramersség növeléséhez. Ez a moduláris kapcsolhatóság lehetvé teszi a PV generátorok tervezését ugyanarra a technológiára alapozva milliwattmegawatt tartományban. A következkben a sorosan és párhuzamosan kapcsolt napelemek és modulok tulajdonságaival foglalkozunk, különös tekintettel a részleges árnyékolás hatására. 2 Soros kapcsolás 2.1 Áram-feszültség (I-V) karakterisztika A napelemek és modulok a nagyobb ered feszültség elérése miatt vannak sorba kötve. Soros kapcsolás esetén az összes napelemen ugyanaz az áram folyik, így az ered feszültség mint az 1. ábrán 3 hasonló napelem esetén látható- az egyes feszültségek összege. * A fordítás a Soltrain projekt (4.1030/Z/02-067/2002 sz. EU Altener program) keretében, a SzIE Fizika és Folyamatirányítási Tanszék gondozásában készült.
V A Napelem áram [A] 3 2 1 I SC U OC 2 U OC 3 U OC 0 0.4 0.8 1.2 1.6 Napelem feszültség [V] 2.0 1. ábra: Három hasonló napelem soros kapcsolása, és az áram-feszültség (I-V) diagramm (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). Azonban a napelemek, és modulok soros kapcsolásának van egy nagy hátránya: a leggyengébb láncszem határozza meg az egész mez mködését. Még ha csak egyetlen napelem van is részben árnyékolva, ez a napelem határozza meg az ered áramot és így egész füzér kimen teljesítményét. Emiatt a részleges árnyékolást a lehetségekhez képest mindenképpen kerülni kell! Még kis árnyékolt területek, pl.: rudak, kábelek, levelek, madárpiszok, vagy egyéb szennyezdés is nagy kimen veszteséget okoz, és rendszerint ez az ok a fotovillamos rendszerek nem kielégít energiatermelésének. Ugyanez igaz különböz karakterisztikájú napelemek soros kapcsolása esetén is, vagy ha egy modulon belül törött, s emiatt inaktív napelemek vannak. Ebben az esetben is a leggyengébb napelem határozza meg az ered teljesítményt. A napelemeket és modulokat úgy kell összeválogatni és sorba kapcsolni, hogy közelítleg azonos MPP áramot termeljenek. Ez a plusz munka az energiahozam növekedésében hozza meg a hasznát. 2.2 Forró pont (hot spot) A sorba kapcsolt, részben árnyékolt napelemek esetén elforduló másik fontos probléma a forró pont. Ebben az esetben a napelem belsejében a pn átmenet lokálisan túlterheltté válik (a rajta átfolyó áram miatt ott h fejldik), ami esetleg még a napelemet is károsíthatja. Ezek a permanens károsodások kis fehér pontok, pöttyök formájában jelennek meg a napelem felszínén, mint ahogy az a 2. ábrán bemutatott esetben is látható. 2
Forrópont Hot Spot 2. ábra: Forrópont (hot spot) által károsított napelem (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). A legrosszabb eset a hot spot keletkezése szempontjából, amikor rövidre zárjuk a modult, ez egy elfogadott mködtetési állapot, ami fként a töltésszabályozóval való mködtetéskor alakul ki. Azonban egy hot spot normál, inverterrel való mködtetés során is keletkezhet. Ha egy -többiekkel sorba kötött- napelem árnyékba kerül, a többi napelem tovább hajtja az áramot a mezn át, ugyanabban az irányban. Az árnyékolt napelem feszültsége eljelet vált, ahogy a 3. ábrán is látható, azaz az árnyékolt napelem terhelésként jelenik meg! A teljesítmény diódákkal ellentétben a napelem pn átmenete néhány (5-25 V) voltos záró irányú feszültség hatására is tönkre mehet. Ez azt jelenti, hogy a napelemet tönkretev feszültség néhány tucat napelem soros kapcsolása esetén elállhat. A hiba általában nem nagy területet érint, hanem az áram kis területre koncentrálódik, ahol a nagy teljesítménysrség nagy hmérsékletet idéz el, ezért is hívják ezt forró pontnak (hot spot). Z1 Z2 Z17 Z18 Z19 Z20 Z35 Z36 h + R I - - + 3. ábra: Napelem feszültség polaritás váltása a napelem árnyékolása esetén (áthidaló dióda nélkül) (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). 3
Mivel a gyakorlatban a részleges árnyékolás nem kerülhet el, a napelemek védelme érdekében áthidaló (bypass) diódákat kötnek párhuzamosan a napelemekkel, vagy a napelemek egy csoportjával. Normál esetben ezek záróirányban vannak bekötve, s emiatt nem okoznak veszteséget. Azonban ha a napelem polaritása megfordul a részleges árnyékolás miatt, az áthidaló dióda nyitóirányúvá válik, és az árnyékolt napelem helyett elvezeti az áramot a generátor mköd része felé, innét kapja a nevét. Az árnyékolt napelem záró-irányú feszültségét így az áthidaló dióda nyitóirányú, kb. 0,6V feszültségére korlátozza, ami a napelemre nézve már nem káros. Ideális esetben minden egyes napelemnek lenne egy diódája, de ez a különleges elvigyázatosság csak az rtechnika számára készült moduloknál jellemz. A normál alkalmazásban elegend 15-20 sorba kapcsolt cellával párhuzamosan kapcsolni egy áthidaló diódát, ahogy a 4. ábrán is látható. A modulgyártók ezeket az áthidaló diódákat általában a modul csatlakó dobozába integrálják. A méretezésnél tekintettel kell lenniük arra, hogy az áthidaló dióda elég ht tud disszipálni, különben részleges árnyékoláskor a diódában átfolyó áram htermelése túlmelegítené a diódát. I I Z1 Z2 Z17 Z18 Z19 Z20 Z35 Z36 I I + R I - 4. ábra: Árnyékolt modul áramvezetése áthidaló diódákkal (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). Természetesen a részleges árnyékolás (vagy a napelem végleges károsodása) a teljes generátor karakterisztikájában is tükrözdik. Az 5. ábrán egy 36 cellás modul karakterisztikája látható, 18 cellánként áthidaló diódával. A fels, kék görbe az árnyékolás nélküli állapotot mutatja. Áthidaló dióda nélkül, egyetlen napelem 75%-os árnyékolás esetén az alsó, piros görbe mérhet. Áthidaló dióda alkalmazásával a karakterisztikát a középs, zöld görbe adja. Alacsony feszültségen a moduláramot a modulnak a megvilágított része határozza meg. Ez az áram az áthidaló diódán 4
keresztül elkerüli az árnyékban lev részt. Magasabb feszültség esetén az árnyékolt rész határozza meg a görbét. 3.5 Moduláram [A] 3 2.5 2 1.5 1 0.5 Árnyékolás nélkül Egy napelem 75%-os, Egy napelem 75%-os, árnyékolással áthidaló árnyékolással áthidaló dióda nélkül diódával 0 5 10 15 Modulfeszültség [V] 20 5. ábra: Áram-feszültség karakterisztika árnyékolás esetén áthidaló diódákkal és anélkül (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). Az 5. ábra szerint a rövidzárási áram és az üresjárási feszültség részleges árnyékolás esetén is majdnem eléri az árnyékmentes generátorét, ha áthidaló diódát használnak Ez akkor is igaz, ha egy napelem részben károsodott. Vagyis ezen mennyiségnek mérése csak egy nagyon durva becslést ad a fotovillamos generátor megfelel mködésére. Csak az I-V görbe teljes karakterisztikájának mérése nyújt komplett információt. Ezen a görbén külön figyelmet kell szentelni bármely hirtelen süllyedésnek. A generátor karakterisztikája az üzembe helyezés helyén mérhet egy hordozható I-V karakterisztika mérvel, ami a 6. ábrán látható. A mérés szolgáltatásként is megrendelhet mérnöki és vizsgáló ügynökségeknél, illetve egyes intézményeknél. 5
6. ábra: Hordozható PV karakterisztika görbe meghatározó készülék (PV Engineering, Germany) (Image: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germany). 3 Párhuzamos kapcsolás Ha a rendszernek nagy áramot kell termelnie, a modulok vagy a füzérek párhuzamosan kapcsolhatók, ahogy az a 7. ábrán is látható. Párhuzamos kapcsolásánál az összes napelem azonos feszültség és az ered áram az egyes áramersségek összege. 9 8 3 I SC 7 V Napelemáram [A] 6 5 4 3 2 2 I SC I SC A 1 V OC 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Napelemfeszültség [V] 7. ábra: Három hasonló napelem párhuzamos kapcsolása és az áram-feszültség diagrammjuk (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). Ahogyan a soros kapcsolásnál is vizsgáltuk, itt is az a kérdés, hogy egy napelem vagy modul árnyékolása milyen hatást gyakorol a rendszer mködésére. Általában 6
elmondható, hogy az árnyékolás hatása az energiahozamra valamivel kisebb párhuzamos kapcsolásnál, mintha ugyanezek a napelemek sorba lennének kapcsolva. Különösen fontos, hogy párhuzamos kapcsolásnál nincs különösebb veszély az árnyékolt napelem záróirányú túlterhelésére, amit a többi napelem hoz létre. Ily módon az IEC 60364 sz. szabvány szerint nincs szükség füzér diódákra a párhuzamosan kapcsolt füzéreknél, ha a használt modulok II. sz. védelmi osztályba sorolhatók és az üresjárási feszültségük kevesebb, mint 5%-al tér el egymástól, amely feltételeket a napenergiás rendszerek általában teljesítik. Alacsony feszültség rendszereknél (pl.: házi napelemes rendszer) a füzér diódák általában elhagyhatók. A 8. ábrán néhány modul soros és párhuzamos kapcsolásával felépített PV generátor bekötési diagramja, és az eredményül kapott áram- feszültség karakterisztika görbéi láthatók. generátor áram [A] Sorosan kapcsolt modulok száma 1 2 3 3 I SC 2 I SC I SC U OC 2 U 3 U OC OC 3 2 1 Párhuzamosan kapcsolt füzérek száma Generátor feszültség [V] 8. ábra: Sorosan és párhuzamosan kötött modulok, és az áram-feszültség karakterisztikájuk (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). 4 A fotovillamos modulok felépítése A napelem belsejében fotovillamos folyamat nem okozza a napelem elhasználódását, ami azt jelenti, hogy a napelem mködési élettartama elvileg végtelen. A gyakorlatban a napelemek általában érzékenyek a nedvességre. Emellett a kristályos napelemek 7
nagyon törékenyek is. Emiatt a kültéri használatra tervezett napelemeket megfelel anyagba kell ágyazni, amely megvédi az idjárás hatásaitól és a mechanikai terhelésektl. Emellett az villamos szigetelés is elengedhetetlen. Az alkalmazott napelem technológiától függen különböz felépítéseket és gyártási folyamatokat alkalmaznak. 4.1 Kristályos napelemek Manapság az összes kristályos napelem szelet technológiával készül. Míg az els szabvány modulok 10 cm x 10cm méret, közelítleg 0,3-0,4 mm vastag napelemekbl készültek, manapság nagyobb (15 cm x 15 cm), de vékonyabb ( 0,25mm, ami a jövben 0,05 mm-re csökken) napelemek használatosak. Az egyes napelemeket egy automata (stringer) sorba köti, ahogy az a 9. ábrán látható. Ez úgy történik, hogy a napelem alján végigfutó (egy vagy két) fémszalagot (rendszerint a pozitív pólus) a következ napelem fels rétegéhez (negatív pólus) köti. A kötést forrasztással vagy ultrahanggal hozzák létre. 9. ábra: Kristályos napelemek soros kapcsolása fémszalaggal (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). A füzér (string) ily módon kiképzett kezd és végcsatlakozásai aztán szélesebb fémszalagokkal (buszokkal) csatlakoznak egymáshoz. A folyamat minden lépésében minség ellenrzést végeznek, például egy I-V görbe ellenrzését elvégzik minden elemre mesterséges fény mellett. Az így elállított napelem mezt ezután hermetikusan elszigetelik késbb ismertetett módon. 4.2 Vékonyréteg napelemek. A vékonyréteg napelemek elnye, hogy az egyes napelemek a napelem gyártás során sorba kapcsolhatók. Ennél a technológiánál különböz vékonyfilm rétegeket visznek egy hordozó anyagra több lépésben, majd a filmet vékonyabb szalagokra (néhány mmtl pár cm vastag) vágják lézerrel vagy mechanikusan. Eredményül integrált soros kapcsolású felépítést kapunk, mint az amorf szilícium vékonyréteg napelem, ami a 10. ábrán látható. 8
Megvilágítás oldali üveghordozó TCO-els kontaktus Aktív napelem réteg Hátsó fémréteg áramirány 10. ábra: amorf szilícium vékonyréteg napelemek integrált soros kapcsolása (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). Amorf szilícium (a Si) és kadmium tellurid (CdTe) vékonyréteg napelemek esetén rendszerint az els, megvilágítás oldali üveglap a hordozó anyag, míg a réz indium diszelenid napelemek (CIS) esetén a hátsó üveglemezt használják ugyanerre a célra. Mindkét esetben a napelemet további hermetikus szigeteléssel borítják, ahogy azt a késbbiekben még megmutatjuk. 4.3 Napelem beágyazás Az alkalmazástól függen különféle anyagok, felépítések és gyártási eljárások használatosak. A rövid élettartalmú termékekhez, amelyek nincsenek nagy igénybevételnek kitéve, rendszerint egy felületi bevonat elegend védelmet jelent. A kültéri moduloknál azonban teljes hermetikus lezárás szükséges a mechanikai stabilitás, az idjárás elleni védelem és az villamos szigetelés biztosítására. Általában a napelem két, átlátszó manyag hordozóréteg közé van beágyazva. Az ellapi hordozóanyag lehet alacsony fémtartalmú szolár üveg, akrilüveg, teflon vagy más átlátszó manyag. A hátsó oldalon rendszerint üveget, átlátszatlan szintetikus anyagot (Tedlar) vagy fémfelületet használnak. A kitölt anyag rendszerint EVA, teflon vagy kiöntgyanta. 4.3.1 Laminálás Etilén vinil acetáttal (EVA) A szabvány modulokat rendszerint EVA val szigetelik. Ebben a gyártási eljárásban egy vékony réteg EVA t visznek az els üvegrétegre, ezt követik a napelemek, majd egy újabb EVA réteg, végül a hátsó hordozó anyag, ami rendszerint egy másik üvegréteg vagy manyag réteg. Ezután az egész szerkezetet alacsony nyomás és túlnyomás alkalmazásával magas hmérsékleten laminálják. A folyamat során az EVA réteg megolvad, összeragasztja a két hordozóréteget és körbeveszi a napelemeket és a villamos részeket minden oldalról. Ez a módszer 2 m x 3 m maximális modulméret elállítását teszi lehetvé. A hordozóanyagtól függen különböz laminálási elrendezések valósíthatók meg (lásd a 11.-14. ábrákat). 9
Üveg ellap Kristályos napelem EVA-ban Hátsó üveglap 11. ábra: Üveg/üveg modul (EVA) (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). Üveg ellap Kristályos napelem füzér EVA-ban Átlátszatlan manyag fólia 12. ábra: Üveg/manyag modul (EVA) (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). Átlátszó manyag fólia Kristályos napelemek EVA-ban fémlemez 13. ábra: Fém/manyag modul (EVA) (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). Átlátszó fólia Kristályos napelemek EVA-ban Napelem tartó szerkezet Átlátszatlan fólia 14. ábra: Manyag modul (EVA) (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). 4.3.2 Teflonba ágyazás Ennél a technológiánál a napelem fluorkarbon polimerrel van körülvéve (Teflon), a technológia az elz részben ismertetetthez hasonló. Ebben az esetben ez a nagyon ellenálló, nagyon átlátszó anyag alkotja az els fedréteget. A vastagsága kb. 0,5 mm, ami az üveghez képest nagyon vékony és könny. A teflonba ágyazást jelenleg kisebb, speciális moduloknál (pl. fotovillamos tetcserép) alkalmazzák. 10
Kristályos napelemek teflonban Hordozóanyag, pl. üveg 15. ábra: Teflon modul (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). 4.3.3 Öntgyantába ágyazás Ezen technológia esetén a napelemek két üvegréteg között öntapadós támasztékkal van rögzítve. Az üveglapok távtartóval vannak kitámasztva, amelyek mindkét oldala ragad. Az üveglapok között így létrehozott teret nagy átlátszóságú buborékmentes, folyékony öntgyantával töltik ki, amelyet termikus úton vagy UV fénnyel szilárdítanak meg. Ezzel a technológiával legfeljebb 2,5 m x 4 m méret modulok gyárthatók. Ezen modulok nagyon jó hangelnyel tulajdonsággal rendelkeznek. Üveg ellap Kristályos napelemek öntgyantában Hátsó üveglap 16. ábra: Öntgyanta beágyazású modul (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). A vékonyréteg modulok esetén hasonló el és hátlapokat alkalmaznak az idjárási és mechanikai terhelések elleni védelemre. 4.4 Villamos csatlakozások és keretek A laminálás után a modulokra villamos csatlakozókat szerelnek. Rendszerint a csatlakozások a modul hátoldalára szerelt csatlakozódobozban vannak, amely vízálló kábelbevezetésekkel rendelkezik. Rendszerint ugyanez a csatlakozódoboz tartalmazza az elbbiekben bemutatott áthidaló diódákat. Az villamos csatlakozás vezetékei csavarokkal rögzíthetk, bár egyre inkább terjed a szorítókapocs (WAPO) amelyek hosszú idn át egyenletes nyomóert képesek kifejteni a vezetékre. 11
áthidaló diódák 17. ábra: Tipikus modul csatlakozó áthidaló diódákkal (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). Jelenleg a szabvány modulok csatlakozódugasszal vannak ellátva. A csatlakozó vagy része a csatlakozó doboznak vagy a modul beszerelt csatlakozó vezetékkel rendelkezik, aminek a vége szabvány csatlakozódugó. Ennek a rendszernek nagy elnye, hogy a modulok könnyen és gyorsan csatlakoztathatók a telepítés helyszínén, és csak polaritás-helyesen köthetk össze. Hátránya, hogy a különböz csatlakozó dugók általában nem kompatibilisek. Az itt bemutatott panelekkel a továbbiakban úgy bánhatunk, mint az üveggel és a szokásos profilokkal és kapcsokkal például üvegházakra vagy homlokzatokra ersíthetk, vagy szigetel ablakoknál, és egyéb különleges építészeti megoldásoknál használhatók. (Ebben az esetben keret nélküli modulok használandók.) Általában a modulok egy kerettel vannak körülvéve, amely egy adott szerkezetben a könny rögzíthetséget biztosítja, st az üvegszéleknek mechanikai védelmet is nyújt. A keret rendszerint alumíniumból készül, a rozsdamentes acél és a manyag keret alkalmazása ritkább. A 18. ábra egy keretes üveglap modul tipikus felépítését mutatja. 12
alumínium keret vízzáró szélrögzít üveg (vas mentes) EVA napelemek hátsó kompozit fólia 18. ábra: Szabvány modul keretezése (Image: Solarpraxis AG, Berlin, Germany). 5 Modulok minségellenrzése A megvalósíthatósági tanulmányokban a fotovillamos egységek élettartamát 20 évre, vagy ennél többre becsülik. A f komponensnek, a fotovillamos generátornak legalább ilyen hosszú idn át kell mködnie és ellenállnia az extrém idjárási körülményeknek is, mint pl. extrém hmérséklet, viharok és jéges. Hasonlóképpen az villamos rész szigetelését is biztosítani kell az egység teljes élettartamára, és a generátornak képesnek kell lennie a névleges teljesítmény leadására a névleges élettartam végéig. Hogy ezen feltételeket teljesíteni tudják, a napelem modulok tervezése és gyártása nagy figyelmet kíván és mindegyik modultípust intenzív típusvizsgálatnak kell alávetni a használat eltt. Erre a célra szabványos vizsgálati eljárásokat fejlesztettek ki; az EU Isprában lév (Olaszország) kutatóközpontja volt a vizsgálatok kifejlesztésének f felelse, ezeket a vizsgálatokat emiatt ISPRA teszteknek nevezik. Idközben ezek EU szabvánnyá váltak (IEC 61215/IEC 61646). Az ISPRA teszt f részei: -a laminálás, keretezés és átkötések vizuális ellenrzése -névleges teljesítmény meghatározása -hmérsékleti együtthatók (V, I, P) meghatározása -hosszú távú forró pont vizsgálat -csavarási vizsgálat -jéges vizsgálat 25 mm-es jéggömbökkel 23 m / s sebességgel -hmérsékleti ciklus vizsgálat -nedves-h vizsgálat -nedvesség fagyási vizsgálat Az ISPRA teszten felül a modulok II. védelmi osztályú minsítéssel is hitelesíthetk, ami azt igazolja, hogy a modul belsejében dupla, vagy megersített szigetelés van az áram útja mentén, ami megóvja a bels nem kívánt érintkezésektl, az IEC 6125/IEC 61646 szabványon felül. Az ilyen típusú modulok esetén egyszerbb rendszertechnológia 13
engedélyezett, például füzérek párhuzamos kapcsolásánál string diódákat nem kell a rendszerbe illeszteni, mivel a dupla szigetelés kizárja rövidzár vagy földhurok létrejöttét. Az itt bemutatott vizsgálatokon felül néhány intézet kiegészít bizonyítványokat bocsát ki, pl. a hatásfokról. 6. Fotovillamos modulok újrahasznosítása A gyártók általában hosszú távú garanciát adnak a moduljaik mködésére, rendszerint a modul névleges teljesítményének 80%-át garantálják 20-25 évre. Természetesen a modul mködése nem sznik meg ezen id elteltével, vélhetleg sokkal hosszabb ideig mködik még. Enne ellenére a napelem modulok újrahasznosítására irányuló tervek és technológiák kifejlesztésével már most foglalkozni kell. A kristályos napelemek- vagy legalább a szeletek a modulok élettartamának lejártával is használhatók maradnak, mivel általában csak a modul el- és hátlapja, a beágyazásra használt szigetelanyag és a villamos kontaktusok, vezetékek használódnak el az idjárási körülmények miatt. A napelemek újrafelhasználásához azonban elbb azonban a laminálást h és kémiai kezeléssel el kell távolítani, hogy csak a csupasz napelem maradjon. Ezután a napelemek - megfelel tisztítás és mérést követen - akár rögtön újra hasznosíthatók, vagy a felületi rétegek mechanikus úton illetve maratás útján történ eltávolítása után a napelem gyártás kezdeti szakaszában használatos szeletet kapjuk, ami újra felhasználásra kerülhet. Az üvegtáblák megolvaszthatók és visszatáplálhatók a gyártási folyamatba. A beágyazó anyagot és az érintkezk manyag részeit elégetik. A vékonyréteg modulokban valamivel kevesebb aktív anyag van, mint a kristályos modulokban, a f összetevk az üveg és a manyag. Az amorf szilícium emiatt közvetlenül elégethet, az üveg visszanyerhet, a modul kötanyaga elzetesen feloldható. Más vékonyréteg technológiák esetén (pl. CdTe vagy CIS modulok) a bennük lev, kémiailag kötött nehézfémek miatt valószínleg zárt, ellenrzött életciklust igényelnek. 7 Összefoglalás A nagymennyiség gyakorlati tapasztalat azt mutatja, hogy a fotovillamos rendszerek legmegbízhatóbb eleme a napelem modul. Az élettartam becslések 20 évnél lényegesen hosszabb idt tartanak reálisnak, a jövbeli elvárások erre 40 évet, illetve ennél többet feltételeznek. A kültéri alkalmazásoknál a kristályos szilícium napelemmel készült modulok dominánsak a piacon, és nagyszámú gyártó ajánl szabvány és igényre szabott modulokat. A vékonyréteg modulok amelyek rendszerint amorf szilícium technológiával készülnek - elssorban a közszükségleti cikkekben való alkalmazásoknál és kisebb teljesítmények esetén használatosabbak. Vannak újabb, nagyobb teljesítmény modulok (pl. homlokzatokhoz), de itt még a piaci áttörés várat magára. A napelem modulok újrahasznosítása még nem éget kérdés, de ilyen módszerek már fejlesztés alatt állnak. 14
8 Irodalom /1/ A. Luque, S. Hegedus: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, Chapter 7, 8, 16, 22, John Wiley & Sons, Chichester 2003, ISBN 0-471-49196-9 /2/ A. Bubenzer, J. Luther: Photovoltaics Guidebook for Decision Makers, Pages 41... 64, Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-41327-8 15